第14章 細胞分化與基因表達調(diào)控課件

第十二章細胞分化與基因表達調(diào)控細胞分化（celldifferentiation）癌細胞（cancercell）第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第一節(jié)細胞分化的基本概念細胞分化的基本概念影響細胞分化的因素第14章細胞分化與基因表達調(diào)控細胞增殖細胞分化細胞衰老細胞死亡……細胞類型形成組織器官形成個體發(fā)育基因表達調(diào)控

細胞的重大生命活動：第14章細胞分化與基因表達調(diào)控（一）細胞分化的概念概念：細胞分化(celldifferentiation)：在個體發(fā)育中，由一種相同的細胞類型經(jīng)細胞分裂后逐漸在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上形成穩(wěn)定性差異，產(chǎn)生各不相同的細胞類群的過程。

細胞分化的關(guān)鍵在于：特異性蛋白質(zhì)的合成，實質(zhì)是基因選擇性表達的結(jié)果：不同類型的細胞在發(fā)育過程中表達一套特異的基因，并且表達產(chǎn)物決定細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控分子雜交技術(shù)檢測基因及其表達實驗結(jié)果表明：相同的基因組在不同細胞中的選擇性表達；細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控（二）組織特異性基因和管家基因◆管家基因（house-keepinggenes）：是指所有細胞中均要表達的一類基因，其產(chǎn)物是對維持細胞基本生命活動所必需的?！艚M織特異性基因（tissue-specificgenes）：是指不同的細胞類型進行特異性表達的基因，其產(chǎn)物賦予各種類型細胞特異的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能?！粽{(diào)節(jié)基因（regulatorygenes）其產(chǎn)物用于調(diào)節(jié)組織特異性基因的表達。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控（三）組合調(diào)控引發(fā)組織特異性基因的表達

conceptofcombinationalcontrol

每種類型的細胞分化是由多種調(diào)控蛋白共同調(diào)節(jié)完成的。一個關(guān)鍵的調(diào)控蛋白，可以調(diào)控一系列下游基因，完成細胞分化。

生物學(xué)作用：將一種類型的細胞轉(zhuǎn)化成另一種類型的細胞可以誘發(fā)整個器官的形成（如眼的發(fā)育）。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控例子：眼形成的關(guān)鍵調(diào)控蛋白Ey（果蠅）ey

基因----早期細胞（發(fā)育成腿）----腿中眼細胞分化----眼形成第14章細胞分化與基因表達調(diào)控MyoD在骨骼肌細胞分化中的關(guān)鍵作用比喻：關(guān)鍵調(diào)控蛋白－打開組合密碼鎖的最后一個數(shù)字。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控（四）轉(zhuǎn)分化與再生Transdifferentiation：一種類型的分化細胞轉(zhuǎn)化為另一種分化類型細胞的現(xiàn)象。Dedifferentiation：分化細胞失去所特有的結(jié)構(gòu)和功能變成具有未分化細胞特征的過程。Regeneration：是指生物體缺失部分后重建過程，廣義的再生可包括分子水平、細胞水平、組織與器官水平及整體水平的再生。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控細胞的全能性

細胞的全能性：是指細胞經(jīng)分裂和分化后仍具有產(chǎn)生完整有機體的潛能或特性。

植物細胞具有全能性

動物細胞核移植(Nucleartransfer)第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第14章細胞分化與基因表達調(diào)控蛙紅細胞移植后發(fā)育成蝌蚪第14章細胞分化與基因表達調(diào)控多莉羊的產(chǎn)生第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第二節(jié)癌細胞（cancercell）癌細胞（cancercell）的基本特征癌基因（oncogenes）和抑癌基因腫瘤（tumor）的發(fā)生第14章細胞分化與基因表達調(diào)控一、癌細胞的基本特征腫瘤細胞（tumorcell）：動物體內(nèi)在致癌因素作用下，基因發(fā)生了突變，細胞分裂調(diào)節(jié)失控而無限增殖的細胞。良性腫瘤：生長速度緩慢，和周圍的組織邊界清晰。惡性腫瘤（癌癥）：生長速度快，具有轉(zhuǎn)移能力。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第14章細胞分化與基因表達調(diào)控一、癌細胞的基本特征

形態(tài)特征：

體積和核質(zhì)比明顯高于正常細胞；出現(xiàn)巨核、雙核和多核，染色體非整倍性；線粒體表現(xiàn)為多型性、腫脹、增生；細胞骨架紊亂，某些成分減少，骨架組裝不正常；細胞表面特征改變。宮頸癌細胞特征A:normal;B:precancerous;C:invasivecarcinoma第14章細胞分化與基因表達調(diào)控癌細胞的生理特征◆細胞生長與分裂失去控制，具有無限增殖能力，成為永生細胞?！艟哂星譂櫺院蛿U散性癌細胞的細胞間粘著性下降，具有浸潤性和擴散性，這是癌細胞的基本特征?！艏毎g相互作用改變（識別改變；表達水解酶）◆mRNA轉(zhuǎn)錄譜系的改變和蛋白表達譜系或蛋白活性改變（擴散相關(guān)蛋白、端粒酶活性高）第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第14章細胞分化與基因表達調(diào)控二、癌基因和抑癌基因

癌基因（原癌基因）抑癌基因第14章細胞分化與基因表達調(diào)控原癌基因和癌基因

原癌基因是細胞內(nèi)與細胞增殖相關(guān)的基因，是維持機體正常生命活動所必須的，在進化上高等保守。癌基因是控制細胞生長和分裂的正?；虻囊环N突變形式，當(dāng)原癌基因的結(jié)構(gòu)或調(diào)控區(qū)發(fā)生變異，基因產(chǎn)物增多或活性增強時，使細胞過度增殖，從而形成腫瘤。第14章細胞分化與基因表達調(diào)控抑癌基因抑癌基因是細胞增殖過程中的負調(diào)控因子，抑癌基因編碼的蛋白抑制細胞增殖，在細胞周期檢驗點阻止細胞周期進程。抑癌基因的產(chǎn)物：①轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，如Rb、p53，②負調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，如WT，③周期蛋白依賴性激酶抑制因子（CKI），如p21，④信號通路的抑制因子，如rasGTP酶活化蛋白（NF-1⑤DNA修復(fù)因子，如BRCA1、BRCA2，第14章細胞分化與基因表達調(diào)控P53與DNA損傷第14章細胞分化與基因表達調(diào)控第14章細胞分化與基因表達調(diào)控三、腫瘤的發(fā)生外因：化學(xué)性致癌因素、物理性致癌因素、生物性致癌因素等

（一）化學(xué)致癌劑亞硝胺類，引起消化系統(tǒng)腫瘤；多芳香烴類，芳香胺類，誘發(fā)泌尿系統(tǒng)的癌癥；氨基偶氮類，引起肝癌；氯乙烯，塑料的原料；重金屬元素，如：鉻，鎳，砷第14章細胞分化與基因表達調(diào)控（二）生物致癌因素1、病毒：逆轉(zhuǎn)錄病毒，如HIV等；乙型肝炎病毒等；2、霉菌：黃曲霉菌，存在于霉變的花生和玉米及谷類中，引起肝癌（三）物理因素

1、電離輻射：引起染色體或基因突變；激活潛在的致癌病毒

2、紫外線：引起DNA斷裂，染色體畸變，誘發(fā)皮膚癌第14章細胞分化與基因表達調(diào)控內(nèi)因：癌癥產(chǎn)生是基因突變累積的結(jié)果●促進細胞增殖相關(guān)基因突變：原癌基因突變形成癌基因●抑制細胞增殖相關(guān)基因突變：抑癌基因發(fā)生功能喪失性突變(隱性突變)?！裨┗蚺c抑癌基因產(chǎn)物協(xié)調(diào)作用，防細胞癌變?！窦毎┳兪腔蛲蛔兝鄯e的結(jié)果第14章細胞分化與基因表達調(diào)控

過程：致癌因子（carcinogens）：環(huán)境的，遺傳的，內(nèi)源的，……相關(guān)基因（cancer-criticalgenes）的突變基因突變的積累基因表達譜式的改變細胞活動的異常（周期，粘附性，凋亡，移動性，……）癌細胞的產(chǎn)生第14章細胞分化與基因表達調(diào)控事實：移民群體中（各種）癌的發(fā)生率接近居住國的平均水平，而不是其本民族的水平。暗示癌癥發(fā)生中，環(huán)境因素的作用大于遺傳因素。據(jù)認為，80-90％的癌癥是可以避免的，至少是可以延遲！建議：始終注意避免環(huán)境中